混合動(dòng)力汽車功率流分析和控制策略

混合動(dòng)力汽車功率流分析和控制策略第1頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流和能量流

復(fù)合式混合動(dòng)力汽車功率流

混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型第2頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率控制混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型續(xù)駛里程延伸型（RangeExtender)當(dāng)車輛主要運(yùn)行要求接近EV（零排放），而續(xù)駛里程又超出了純電動(dòng)汽車范圍時(shí)采用。第3頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率控制混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型助力型(PowerAssist)(FueledEngine-Electric)

低排放良好的燃油經(jīng)濟(jì)性具有良好的節(jié)能潛力第4頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率控制混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型雙模式型(DualMode)

可以EV模式行駛可以ICEV模式長(zhǎng)途行駛需要安裝兩套適當(dāng)能量源的驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)功率冗余量較大第5頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動(dòng)力汽車功率流

混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型第6頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第7頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第8頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第9頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第10頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動(dòng)力汽車功率流

混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型第11頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第12頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第13頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第14頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第15頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動(dòng)力汽車功率流

混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型第16頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流第17頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第18頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第19頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第20頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第21頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流第22頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動(dòng)力汽車功率流

混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型第23頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動(dòng)力汽車的功率流第24頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動(dòng)力汽車的功率流第25頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動(dòng)力汽車的功率流第26頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動(dòng)力汽車的功率流第27頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動(dòng)力汽車的功率流第28頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動(dòng)力汽車的功率流第29頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

混合動(dòng)力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動(dòng)力汽車功率流

混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型第30頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一能量流分析混合動(dòng)力汽車能量管理基本類型針對(duì)車載儲(chǔ)能器

耗電型（Charge-depletion)

電量維持型（Charge-Sustaining)第31頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第五次課：第3學(xué)時(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制策略設(shè)計(jì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車技術(shù)第32頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制策略分析

混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)控制策略第33頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一控制目標(biāo)控制策略影響因素分析

最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性

最低的排放

最低的系統(tǒng)成本

最佳的驅(qū)動(dòng)性能第34頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略影響因素分析

優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)

優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作曲線

優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)

最小的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)波動(dòng)

限制發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速

減少發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)次數(shù)第35頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率均衡裝置控制策略影響因素分析

合適的蓄電池荷電狀態(tài)

安全的蓄電池電壓

安全的蓄電池電流

合適的充放電效率

預(yù)充電和自放電特性

功率密度、容量和壽命第36頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一其他控制策略影響因素分析

工況統(tǒng)計(jì)

分工適當(dāng)

地域選擇

駕駛習(xí)慣第37頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制策略分析

混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)控制策略第38頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一恒溫器模式串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略恒溫器控制策略是根據(jù)電池的荷電狀態(tài)（SOC）進(jìn)行控制的。恒溫器控制策略允許發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組在電池SOC高于某一特定值之前按設(shè)定的值輸出功率。然后當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組關(guān)閉，汽車零排放純電動(dòng)行駛。當(dāng)SOC降到低于最小SOC點(diǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組再次啟動(dòng)輸出恒定功率。第39頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一恒溫器模式串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略第40頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率跟蹤模式串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略發(fā)動(dòng)機(jī)跟蹤器控制策略強(qiáng)迫發(fā)動(dòng)機(jī)在其設(shè)計(jì)功率范圍內(nèi)跟隨路面的負(fù)載要求，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就總是保持運(yùn)轉(zhuǎn)。使用這種策略，電池組循環(huán)次數(shù)減少，與充/放電有關(guān)的損失相應(yīng)就減少了。然而，由于APU必須滿足所有功率要求而且還要做出快速響應(yīng)，這些都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和排放特性。第41頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一功率跟蹤模式串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略第42頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制策略分析

混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)控制策略第43頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一基于車速的發(fā)動(dòng)機(jī)控制并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略當(dāng)汽車速度低于某一設(shè)定值VMODE時(shí)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，僅當(dāng)功率需求超過(guò)了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的最大功率值時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)接通；當(dāng)汽車速度大于VMODE時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，在更高的速度，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足以滿足汽車行駛的功率需求時(shí)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置參與工作，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率有富裕時(shí)，可由控制系統(tǒng)決定是否向電池組充電。第44頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一基于負(fù)載的發(fā)動(dòng)機(jī)控制并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略利用加速踏板位置來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的使用。當(dāng)加速踏板被踩下時(shí)，電動(dòng)機(jī)扭矩隨之增加直到達(dá)到最大功率，然后利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出來(lái)彌補(bǔ)為滿足加速需求的功率空缺，或者當(dāng)加速踏板被踩下時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出功率隨之增加。第45頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動(dòng)力電動(dòng)汽車控制策略分析

混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)控制策略第46頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作點(diǎn)模式混聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?電機(jī)和電池通過(guò)提供附加轉(zhuǎn)矩的形式進(jìn)行功率調(diào)峰,使系統(tǒng)獲得足夠的瞬時(shí)功率。由于采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以不隨車速變化,這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)的工作點(diǎn),提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出,而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電機(jī)提供。這樣電動(dòng)機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)部分,避免了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶來(lái)的損失。而且與發(fā)動(dòng)機(jī)相比,電機(jī)的控制也更為靈敏,容易實(shí)現(xiàn)。第47頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線混聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略第48頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一瞬時(shí)優(yōu)化控制混聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略在發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線模式思想的基礎(chǔ)上,對(duì)混合動(dòng)力車的在特定工況點(diǎn)下整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)(如效率損失、名義油耗)進(jìn)行優(yōu)化,便可得到瞬時(shí)最優(yōu)工作點(diǎn),然后基于系統(tǒng)的瞬時(shí)最優(yōu)工作點(diǎn),對(duì)各個(gè)狀態(tài)變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配?？刂颇繕?biāo)：名義油耗控制算法：靈敏度分析

第49頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一瞬時(shí)優(yōu)化控制混聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略第50頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一全局優(yōu)化控制混聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略貝爾曼(Bellman)動(dòng)態(tài)規(guī)劃變分法、極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃第51頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高效率區(qū)域界定控制混合動(dòng)力汽車控制策略舉例分析BAADCcbaSPEEDTORQUE第52頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Prius控制策略混合動(dòng)力汽車控制策略舉例分析第53頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Prius控制策略混合動(dòng)力汽車控制策略舉例分析第54頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一AccordHybrid控制策略混合動(dòng)力汽車控制策略舉例分析第55頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一HybridfunctionalityimprovesdramaticallyasM/Gpowerincreasesto50%oftargetedpeakpower–synergywithICE混合動(dòng)力汽車控制策略舉例分析第56頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一混合動(dòng)力汽車控制策略舉例分析第57頁(yè)，共61頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動(dòng)